37739

Исследование резонанса напряжений в электрической цепи

Лабораторная работа

Архивоведение и делопроизводство

Цель работы Изучить явление резонанса напряжения в электрической цепи содержащей последовательно соединённую индуктивную катушку и конденсатор. Схема установки Экспериментальная часть...

Русский

2013-09-25

182.5 KB

4 чел.

Уфимский государственный авиационный технический университет

Кафедра теоретических основ электротехники

Теоретические основы электротехники

Лабораторная работа №4

Исследование резонанса напряжений.

Выполнил: студент группы ЭСиС-217

                                                                               Закиров М.И.

                                                             Проверил: Лукманов В.С.

Уфа
2008

Цель работы

Изучить явление резонанса напряжения в электрической цепи, содержащей последовательно соединённую индуктивную катушку и конденсатор.

Приборы и принадлежности

Лабораторная работа выполняется на стенде ЛСЭ-2 с использованием:

1)Блока включения, состоящего из вольтметра автотрансформатора, с помощью которого имеется возможность регулировать напряжение от 0 до 250 В.

2)Блока резисторов.

3)Блока индуктивностей.

4)Блока конденсаторов.

5)Блока «Фазометр», с ценой деления 2 градуса, и классом точности 1,5

Кроме приборов и оборудование стенда используются:

1)Ваттметр, с пределом измерения по току до 1 А и напряжений до 30 В, с ценой деления 0,1 Вт и классом точности 0,5

2)Амперметр, с пределом измерений до 1 А, с ценой деления 5 мА и классом точности 0,5

3)Вольтметр цифровой с автоматическим выбором и пределом измерения до 100 В.

4)Соединительные провода.

Схема установки

Экспериментальная часть

U, В

C, мкФ

I, мА

UК, В

UC, В

P, Вт

, град

U=const=35 В

16

87

59,5

35

7

16

24

78

53,8

20,7

6

31

15

86

59,2

35

7

14

14

86,5

59,8

37,6

7

12

12

88

60,8

44,8

7,5

0

3

87

60,3

41,3

7,5

6

11

87,5

31,1

49,5

7,5

-6

10

86

60,2

53,1

7

-12

9

78

54,2

60,5

6

-30

URкат, В

UL, В

RK, Ом

ZK, Ом

Z, Ом

XC, Ом

XL, Ом

X,  Ом

S, ВА

P, Вт

Q, ВАр

cosjK

cosj

1

38,46

94,47

73,96

196,15

73,97

182,69

181,67

-1,02

20,00

20

-0,28

0,377

0,999

2

38,24

96,21

74,97

203,00

75,06

184,90

188,65

3,75

19,52

19,5

0,97

0,369

0,998

3

38,00

97,13

76,00

208,60

76,54

185,20

194,26

9,06

19,13

19

2,27

0,364

0,993

4

37,76

97,55

77,05

213,47

78,07

186,53

199,08

12,55

18,74

18,5

3,01

0,361

0,987

5

37,50

98,08

78,13

218,75

80,14

186,46

204,32

17,87

18,46

18

4,12

0,357

0,975

6

37,23

97,75

79,22

222,55

82,46

185,11

207,98

22,87

18,21

17,5

5,05

0,356

0,961

7

39,00

86,30

78,00

189,40

78,83

184,00

172,59

-11,41

19,71

19,5

-2,85

0,412

0,989

8

38,78

81,00

79,13

183,27

81,57

185,10

165,30

-19,80

19,59

19

-4,75

0,432

0,970

9

37,50

75,61

78,13

175,83

82,75

184,79

157,52

-27,27

19,06

18

-6,28

0,444

0,944

10

35,87

68,81

77,98

168,70

86,09

186,09

149,59

-36,49

18,22

16,5

-7,72

0,462

0,906

11

35,23

61,53

80,06

161,14

92,75

186,66

139,84

-46,82

17,96

15,5

-9,06

0,497

0,863

12

27,42

57,72

88,45

206,13

133,70

286,45

186,19

-100,26

12,85

8,5

-9,64

0,429

0,662

13

31,58

73,39

83,10

202,37

84,15

250,53

193,12

13,23

12,15

12

1,91

0,411

0,988

14

34,52

80,73

82,20

201,19

85,89

233,10

192,22

24,91

15,15

14,5

4,39

0,409

0,957

15

37,50

84,76

85,23

202,95

91,42

224,32

192,64

33,08

17,70

16,5

6,40

0,420

0,932

16

38,04

89,67

82,70

199,57

93,15

213,70

194,94

42,86

19,71

17,5

9,07

0,414

0,888

17

38,78

93,88

79,13

196,43

96,80

203,27

191,59

55,75

23,24

19

13,39

0,403

0,817

18

38,54

91,80

80,30

197,71

80,85

175,83

191,26

9,46

18,63

18,5

2,18

0,406

0,993

19

38,04

89,10

82,70

200,43

83,58

160,65

193,69

12,09

17,69

17,5

2,56

0,413

0,989

20

36,36

85,60

82,64

199,32

87,93

147,73

194,55

30,03

17,02

16

5,81

0,415

0,940

21

34,15

79,20

83,28

201,71

93,46

137,80

193,17

42,42

15,71

14

7,13

0,413

0,891

22

31,08

72,06

84,00

202,43

106,10

120,81

194,75

64,82

14,53

11,5

8,87

0,415

0,792

XC 1 = = =  40,2 Ом – емкостное сопротивление

RK1 = 9,21 Ом – активное сопротивление на катушке

ZK1= 68,3 Ом – полное сопротивление катушки

XL1 = == 4579,9 Ом – индуктивное сопротивление на катушке

URк=I*RK =0,52*73,96=38,46 В – напряжение на активном сопротивлении катушки

UL=I*XL =0,52*181,67=94,47 В – напряжение на индуктивности катушки

X1 =-1,02 Ом – реактивное сопротивление цепи

Z1 = == 73,97 Ом – полное сопротивление цепи

Q1 = I 2* X = (0,52)2 * (-1,02) = - 0,28 ВАр – реактивная мощность цепи

S1 == = 20 ВА – полная мощность цепи

cosK=0,377– косинус угла сдвига фаз между напряжением и током на катушке

cos =0,999  – косинус угла сдвига фаз между напряжением и током в цепи

Абсолютные погрешности значений косинуса угла :

cos1=0,001

cos4=0,002

cos8=0,008

cos15=0,026

cos22=0,026

Относительные погрешности значений косинуса угла :

1=0,1 %

4=0,2 %

8=0,8 %

15=2,8 %

22=3,4 %

Вывод: В данной работе мы исследовали явление резонанса напряжений в последовательно соединенной электрической цепи синусоидального тока. Добившись установления резонанса в цепи, когда угол сдвига фаз между током и напряжением, регистрируемый фазометром, был равен нулю, мы сняли показания с амперметра, и вольтметра, подключаемого сначала к индуктивной катушке, а затем к конденсатору (батарее конденсаторов), и ваттметра, измеряющего активную мощность. Затем, изменяя поочерёдно сначала индуктивность катушки, а затем ёмкость, мы добивались изменения угла сдвига фаз, и снимали показания с приборов при различных его значениях, и получили меньшие значения тока в цепи, активной мощности, и большие значения реактивного и полного сопротивлений, и, соответственно, реактивной и полной мощностей. Сравнивая величины, полученные из расчётов, мы сопоставили их с измеренными и получили соответствие с точностью до приведённых выше погрешностей. Таким образом, мы экспериментально убедились в том, что при резонансе напряжений ток в цепи будет максимальным.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

13608. Лозунг демократии – не «Пусть это сделает государство», а «Дайте нам сделать это самим» 18.07 KB
  Лозунг демократии не Пусть это сделает государство а Дайте нам сделать это самим. Д. Эйзенххауэр Выбранное мною высказывание посвящено роли народа при демократическом режиме проблема политической деятельности и активности принятой в обществе и ее соотнесен...
13609. Швебель В. О будущем демократического общества не нужно узнавать по звездам, его можно прочесть на лицах избирателей 35.5 KB
  О будущем демократического общества не нужно узнавать по звездам его можно прочесть на лицах избирателей. В. Швебель Выбранное мною высказывание связано с проблемой роли избирателей в демократическом обществе. Данная тема крайне актуальна в современном мире а особ...
13610. Политика слишком серьезное дело, чтобы ей занимались одни политики 14.87 KB
  Политика слишком серьезное дело чтобы ей занимались одни политики. Шарль де Голль Выбранное мною высказывание посвящено вопросу о том кто и в какой мере должен заниматься политикой в стране: только ли это дело политиков или всех граждан в целом Данная проблема явля
13611. Политика, по существу, это власть: способность достичь желаемого результата какими бы то ни было средствами 13.64 KB
  Политика по существу это власть: способность достичь желаемого результата какими бы то ни было средствами. Э. Хейвуд Выбранное мною высказывание посвящено проблеме возможности использования определенных средств и методов для осуществления и удержания политичес
13612. Политическая партия – это союз людей, которые соединились для того, чтобы добиться нужных им всем законов 28.5 KB
  Политическая партия это союз людей которые соединились для того чтобы добиться нужных им всем законов. И. Ильин Выбранное мною высказывание касается проблемы сущности значения политических партий и их роли в обществе. История партий в РФ насчитывает всего неск
13613. Государство существует не для того, чтобы превращать земную жизнь в рай, а для того, чтобы помешать ей окончательно превратиться в ад 16.26 KB
  Государство существует не для того чтобы превращать земную жизнь в рай а для того чтобы помешать ей окончательно превратиться в ад. Н. Бердяев Выбранное мною высказывание посвящено проблеме роли значения и функций государства как социального института. Эта пробл...
13614. Эссе по курсу обществознания, Государство растит людей: прекрасное – хороших, противоположное – дурных 33 KB
  Государство растит людей: прекрасное хороших противоположное дурных. Сократ. Выбранное мною высказывание затрагивает вопрос о воздействии государственных порядков на формирование личностных качеств людей. В современном мире данный вопрос является крайне акту
13615. Хорошая политика не отличается от здоровой нравственности 17.51 KB
  Хорошая политика не отличается от здоровой нравственности. Г.Б. де Мабли Выбранное мною высказывание связано с проблемой соотношения политики и морали. Проблема не нова. Сочетается ли политика и мораль пытались решить многие мыслители. Особенно важен этот вопрос в ...
13616. Человек, властвуя над другими, утрачивает собственную свободу 17.91 KB
  Человек властвуя над другими утрачивает собственную свободу. Ф. Бэкон В выбранном мною высказывании речь идет о проблеме роли влияния власти на человека который ею обладает. Влияние власти на ее носителя всегда было интересно мыслителям. Особенно их интересовало ...